Міжнародна команда дослідників повідомила про значний науковий прорив у галузі створення штучних алмазів. Вченим вдалося отримати кілька наноалмазів із кубічною кристалічною структурою без дефектів, чого довго не могли досягти попередні методи.
Раніше більшість технологій виробництва алмазів базувалася на екстремальних фізичних умовах. Джерела вуглецю перетворювали під тиском у десятки гігапаскалів та при температурах, що сягали тисяч кельвінів. Інший підхід – хімічне осадження з парової фази – дозволяв отримати кристали, але вони виявлялися нестабільними.
Науковці з Токійського університету на чолі з професором Ейіті Накамурою запропонували іншу стратегію. Вони застосували метод низького тиску, використовуючи електронне опромінення молекули адамантану (C10H16). Цей вуглеводень має тетраедричну симетричну структуру, подібну до алмазної решітки, що робить його перспективним для експериментів.
Успіх дослідження став можливим завдяки точному видаленню C-H-зв’язків у молекулі адамантану, що дозволило утворитися новим C-C-зв’язкам. Таким чином окремі молекули з’єднувалися у тривимірну алмазну структуру. Процес відстежували за допомогою просвічувальної електронної мікроскопії, що дозволяло контролювати іонізацію матеріалу з атомною точністю.
Експерименти проводили у вакуумі при температурах 100-296 кельвінів та опроміненні в діапазоні 80-200 кілоелектронвольтів. У результаті вчені отримали наноалмази діаметром до 10 нанометрів, супроводжені викидом водню. Спроби використати інші вуглеводні не дали подібного ефекту.
Наукове відкриття має практичні перспективи для розвитку електронної мікроскопії, електронної літографії та інженерії поверхонь. Крім того, дослідження підтверджує припущення, що формування алмазів у метеоритах чи у вуглецевих породах на Землі може бути спричинене опроміненням високоенергетичними частинками.
Цікаво, що природні алмази можна знайти й самостійно. Наприклад, у США існує державний парк «Кратер алмазів» в Арканзасі – єдине місце у світі, де відвідувачі мають право самостійно добувати дорогоцінні камені та залишати їх собі. Відкритий ще у 1906 році, цей парк уже подарував понад 75 тисяч знахідок. У середньому тут щодня знаходять кілька алмазів, частина яких придатна для ограновування та використання у ювелірних виробах.
